Hőszivattyú
Hőszivattyú
A hőszivattyú berendezés bizonyosan nem mindenki számára teljesen ismert. Azzal valószínű a legtöbb ember tisztában van, hogy arra szolgál, hogy az alacsonyabb hőmérsékletű környezetből hőt vonjon ki és azt magasabb hőmérsékletű helyre szállítsa. Röviden talán így lehet a legegyszerűbben megfogalmazni, mi is a hőszivattyú. Nézzük meg egy picit bővebben, mit kell tudni egy hőszivattyúról.
Használatának elsődleges célja természetesen a hő energiájával történő gazdálkodás, amely során a hűtési energiát fűtésben, vagy melegvíz-készítésben fel lehet használni, illetve környezeti hőt lehet hasznosítani. A hőszivattyúra azt is lehet mondani, hogy egy olyan hűtőgép, amelynél nem a hideg oldalon elvont, hanem a meleg oldalon leadott hőt hasznosítja. Ugyanazon fizikai elvek alapján, ahogy a hűtőgépeket is használják, minden olyan fizikai elv alapján készítenek hőszivattyúkat is. Leggyakoribbak a gőzkompressziós elven működő berendezések, de vannak abszorpciós hőszivattyúk is. A hőszivattyúk ugyanakkor fordított üzemmódban is működnek, ebben az esetben a melegebb hely hűtésére is használhatók. A hőszivattyúk, ha az energiamérlegüket tekintve vizsgáljuk, akkor fordított üzemmódban működtetett hőerőgépnek is nevezhetők.
A gőzkompressziós elven működő hőszivattyúkban helyénvalóan meghatározott hűtőfolyadék gőze áramlik a zárt csővezetékben. A gőz a fűteni kívánt oldalon bejuttatott kondenzátorban csapódik le, miközben ennek a hőjét a kondenzátor csőfalán keresztül küldi át a helyiség levegőjének vagy a központi fűtés vizének. Majd utána a cseppfolyós hűtőközeg a fojtószelepen keresztül expandál, ezalatt pedig hirtelen elpárolog és hőmérséklete megcsappan. A keletkezett kisnyomású, hideg gőzt a hideg oldali hőcserélőben a külső környezet felmelegíti, majd a kompresszor ezt összesűríti és visszajuttatja a kondenzátorba, és a folyamat ezáltal megismétlődik. Egy kellőképpen kialakított hőszivattyúban az áramlás iránya megfordítható, Ilyenkor a készülék fűtés helyett pedig hűti a helyiséget. Általában, legtöbbször a hőszivattyúk hőforrásként külső levegőt, esetleg a talajt vagy természetes vizeket használnak a működésükhöz.
A gőzkompressziós hőszivattyú körfolyamatának tökéletes működéséhez szükséges a kondenzátor, a fojtószelep, az elpárologtató, és a kompresszor. A hőszivattyúk és hűtőgépek munkaközegei legtöbbször megegyeznek. Az 1990-es évek elejéig a hűtőközeghez leginkább úgynevezett haloalkánokat használtak, de ezek gyártását 1995-ben betiltották, mert állítólag megállapították, hogy ezek voltak az egyik okozói a földi atmoszféra ózon rétegének a bomlasztásának. Az egyik széleskörűen használt helyettesítő hűtőközeg a tetrafluor-etán (HFC) lett, és bár azt mondják, hogy nem annyira hatékony, mint az elődje, és több energiát igényelnek azok a hőszivattyúk, amelyekben ezt alkalmazzák, de ami nagyon fontos szempont, hogy jobban kímélik a környezetet. Előfordul, hogy más hűtőközegeket, például folyékony ammóniát használnak, ami kevésbé korrozív, és ritka esetekben még gyúlékony propánt vagy butánt is alkalmazhatnak.
A 2000-es évek kezdetétől már növekvő mértékben használják a szén-dioxidot. Lakóépületeknél és kereskedelmi alkalmazásoknál még előfordulhat néhol egy-egy régebbi megoldás. Mivel a tetrafluor-etán (HFC) nem rombolja az ózonréteget, ezért egyre gyakrabban használják. Az újabb rendszerekhez hidrogént, héliumot vagy levegőt használnak. A legújabb fejlesztésű hőszivattyúkban már izobután hűtőközeg kering, ami szintén környezetbarát anyag.
Az épületek fűtésére szolgáló, a külső környezeti levegő hőjét hasznosító hőszivattyú fajlagos fűtőteljesítménye enyhe időben általában 3-4 körüli értéket mutat. Az elektromos fűtésre ugyanez az érték körülbelül 1,0. Ez nagyságrendileg megfelel a fűtésszezon átlagos munkaarányának is. A fajlagos fűtőteljesítmény igen nagy mértékben függ a levegőből nyert hőenergia esetén a külső hőmérséklettől. Amennyiben nagyon hideg a külső hőmérséklet, akkor lényegesen több munkát kell befektetni a sikeres fűtés eléréséhez, mint például enyhébb időjárási körülményekben. A levegő hőjét hasznosító hőszivattyúk ezért igényelnek kisegítésképpen hagyományos fűtést is, mert így jóval gazdaságosabb hideg időben azt alkalmazni. A geotermikus hőszivattyúknál természetesen ez nem így van, hiszen a talaj, valamint a talajvíz hőmérséklete mondhatni kis eltérést mutat az egész év folyamán. A fajlagos fűtőteljesítmény nem mindenekelőtt a hőszivattyú konstrukciójától függ, hanem inkább az üzemi körülményektől. Ugyanannak a hőszivattyúnak különböző hőmérsékleti viszonyok mellett, egészen biztosan más a fajlagos fűtőteljesítménye. A fűtés gazdaságosságát így nem igazán lehet megítélni a fajlagos fűtőteljesítményből.
A hőszivattyúk használata nagyon elterjedté váltak. Közép-Kelet Európában még nincs jelentős hagyománya az alkalmazásuknak, de folyamatosan nőnek az eladási adatok, ami arra utal, hogy az emberek egyre jobban megbarátkoznak és bíznak a hőszivattyúk gazdaságos használatában. A legtöbb hőszivattyúval rendelkező országok között ott találhatjuk a skandináv országokat, Németországot, Franciaországot vagy éppen Ausztriát. Ezek az országok leginkább a víz forrású hőszivattyúkat részesítik előnyben, viszont egyre dinamikusabban jelen vannak a piacon a levegő forrású rendszerek is, így rövid időn belül valószínűleg már ezek a készülékek fogják dominálni a piacot. A hőszivattyúk használata nem teljesen egyforma a vezető országokban, ugyanis más-más típust részesítenek előnyben, vannak, ahol a nagyobb teljesítményű berendezések, máshol a kisebb teljesítményű készülékek a népszerűbbek. A hőszivattyúk eladási aránya folyamatosan nő, hiszen sok európai ország támogatja a használatukat. A szakértők folyamatos növekedésre számítanak a jövőben is, és a fellendülést más országokban is szeretnék jelentősebbé tenni.
Magyarországon is az emberek egyre szélesebb körben ismerik a hőszivattyúkban rejlő lehetőségeket, bár még mindig a hagyományosabb fűtési rendszerek a jellemzők. A hőszivattyúk eladása dinamikusan növekszik hazánkban, de még mindig nem mondható, hogy meghatározó vagy számottevő. Évente körülbelül 1200-1500 hőszivattyú talál gazdára, ez még jelentősen elmarad a környező országok eredményétől. A váltás leginkább az anyagi okok miatt nehézkes, ugyanis egy meglévő fűtésrendszer lecserélése hőszivattyúra komoly anyagi beruházást igényel. Ezt a cserét bár csak egyszer kell megtenni, de a kivitelezése nem olcsó, ezért ez még sok embert eltántorít a váltástól, még akkor is, ha egyébként tudják, hogy a hőszivattyúk használata gazdaságosabb, előnyösebb és környezetkímélőbb.
Magyarországon is támogatják a hőszivattyúk telepítését. 2017-ben az Otthon Melege Program 2017 pályázat keretein belül elég komoly támogatást lehetett igényelni a fűtéskorszerűsítésre, és a hőszivattyús rendszerek kiépítésére egyaránt. A pályázat által körülbelül 24-25 százalékos támogatást lehetett elnyerni a hőszivattyúk beszerzéséhez, ez azt jelentette, hogy a költségek majdnem negyede finanszírozható volt belőle.
A hőszivattyú a jövő, ez nem kérdés, és hamarosan a magyar emberek is egyre többen alkalmazzák majd, és cserélik le régi, hagyományos fűtési rendszereiket erre a modern, környezetkímélő megoldásra, ezzel is óvva a környezetüket.